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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流微生物学-2008-12-14复习资料-蒋冬花.精品文档.微 生 物 学 复 习 资 料 第1章 绪 论以下为生化学院生技题型一、名词解释（10分，每小题2分）二、选择题（15%，每小题0.5分）三、是非题（15%，每小题1分）四、填空题（20%，每空格0.5分）五、简答题（25%，6小题）六、问答题（15%，2小题）书中附录1记下列微生物名称的拉丁文（5分）：放线菌属、固氮菌属、曲霉属、芽孢杆菌属、大肠杆菌、乳杆菌属、毛霉属、青霉属、根瘤菌属、啤酒酵母、沙门氏菌属、金黄色葡萄球菌、灰色链霉菌、假丝酵母属。一、教材1、微生物学，沈萍，高等教育
2、出版社，2000（第一版）；2006（第二版）2、参考书：（1）微生物学教程，周德庆，高等教育出版社，1993。（2）“Brocks Biology of Microorganism 9TH”， Michael T. Madigan John M. Martinko Jack Parker，Prentice Hall，1999。（3）“Microbiology”， Lansing M. Prescott, Donald Klein, John Harley，McGraw-Hill Higher Education，2000。3、参考杂志：“微生物学报”、 “微生物学通报”、“微生物学杂志”。二
3、、微生物与我们微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！1、微生物是人类的朋友！ 1）微生物是自然界物质循环的关键环节；2）体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证；帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障。3）微生物可以为我们提供很多有用的物质；如有机酸、酶、各种药物、疫苗、面包、奶酪、啤酒、酱油等等4）基因工程为代表的现代生物技术。2、少数微生物也是人类的敌人！鼠疫；天花；艾滋病；疯牛病（病原体？变异普里昂蛋白）；羊搔痒症（病原体？变异普里昂蛋白）；埃博拉病毒；SARS病毒。3、微生物的重要性可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来巨
4、大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。三、微生物的发现和微生物学的建立与发展（一）古代人民对微生物的认识（二）微生物的发现（列文虎克）1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antony van leeuwenhoek，微生物的发现者）首次观察到了细菌。（三）微生物学的奠基1、法国人巴斯德（Louis Pasteur）（18221895）(1) 发现并证实发酵是由微生物引起的；(2) 彻底否定了“自然发生”学说：著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败；(3) 免疫学预防接种：巴斯德研究了几种对人类和牲
5、畜危害很大的疾病，如鸡瘟、牛羊炭疽病、人的狂犬病等，并发现引起这些病害的病原体，制成疫苗，用以预防和治疗疾病，为免疫学奠定基础。（挽救了许多人、畜生命）； (4)其他贡献如巴斯德消毒法：6065作短时间（15-20min）加热处理，杀死有害微生物的方法。2、德国人柯赫（Robert Koch）（ 18431910）（1）微生物学基本操作技术方面的贡献a）细菌纯培养方法的建立；b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养；c）流动蒸汽灭菌；d）染色观察和显微摄影；（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；b）发现了肺结核病的病原菌（1905年获诺贝
6、尔奖）；c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则著名的柯赫原则（四）微生物学发展过程中的重大事件1928 Griffith发现细菌转化；1929 Fleming 发现青霉素；1953 Watson和Crick提出DNA双螺旋结构； 1977 Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群；19821983 Prusiner发现朊病毒(prion)1995 第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列测定完成；1997 第一个真核生物(啤酒酵母)基因组测序完成。（五）20世纪的微生物学1、十九世纪中到二十世纪初微生物学研究作为一门独立的学科已经形成。微生物学研究热点：鉴定病原菌
7、、研究免疫学及其在预防疾病中的作用、寻找化学治疗药物、分析微生物的化学活性。2、20世纪40年代后微生物自身的特点使其成为生物学研究的“明星”，微生物学很快与生物学主流汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得了迅速的发展，在生命科学的发展中作出了巨大的贡献。微生物学的主要分支学科：按研究对象分：细菌学；病毒学；真菌学；菌物学；原生动物学等（六）我国微生物学的发展汤飞凡：沙眼病原体的分离和确证（国际领先）；陈华癸等：根瘤菌固氮作用的研究（开创农业微生物学）；抗生素的总产量已耀居世界首位；两步法生产维生素C的技术居世界先进水平（七）21世纪微生物学展望1、微生物自身的特点（共性和特性）将会更加
8、受到关注和利用。共性：微生物具有其他生物共有的基本生物学特性。生长、 繁殖、代谢、共用一套遗传密码等，甚至其基因组上含有与高等生物同源的基因，充分反映了生物高度的统一性。特性：微生物具有其它生物不具备的生物学特性。例如可在其他生物无法生存的极端环境下生存和繁殖，具有其他生物不具备的代谢途径和功能，反映了微生物极其丰富的多样性。2、与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展四、微生物的类群及特点微生物：是微小生物的总称，一般只有借助显微镜才能其进行观察。微生物类群：病毒；原核生物（真细菌、古生菌）；真核生物（真菌：酵母、霉菌、蕈菌；单细胞藻类；原生动物等）微生物的特点：个体小、结构简、胃口大、食谱
9、广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界宽、变异易、抗性强、休眠长、起源早、发现晚1、个体小测量单位：微米或纳米；最小：火星陨石中发现的细菌化石（直径 10 nm）；最大：德国科学家H. N. Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm，Thiomargarita namibiensis，-“纳米比亚硫磺珍珠”。2、结构简：无细胞结构（病毒）；单细胞；简单多细胞；3、胃口大：4、食谱广：微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！5、繁殖快：大肠杆菌一个细胞重约10 12 克，
10、平均20分钟繁殖一代；6、易培养：很多细菌都可以非常方便地进行人工培养；7、数量大：在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）都生存有大量的微生物！8、分布广：人迹可到之处，微生物的分布必然很多，而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！9、种类多：微生物的生理代谢类型多；代谢产物种类多；微生物的种数“多”；10、级界宽：Whittaker的五界分类系统；魏泰克（R.whittaker）于是1969年提出的五界系统（细胞生物）。细胞生物 ：原核生物界；原生生物界；真菌界；植物界；动物界 Woese三原界分类系统：真细菌界；古生菌界；真核生物界11、变异易：微生物个体一般单细胞，且常为单倍体
11、，加之繁殖快，故极易发生变异。如青霉素产生菌产黄青霉（Penicillum chrysoysenum）产量变异：1943年，20单位/ ml发酵液，现在达1000050000单位/ ml发酵液。12、抗（逆）性强：A 抗热：有的细菌能在265个大气压，250 的条件下生长；自然界中细菌生长的最高温度可以达到113 ；有些细菌的芽孢，需加热煮沸8小时才被杀死；B 抗寒：有些微生物可以在12 30的低温生长；C 抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：pH 0.5 13；D 耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（NaCl, 32%）中都有微生物生长；E 抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长；第2章
12、纯培养和显微技术第一节 微生物的分离和纯培养一、无菌技术（aseptic technique）在分离、转接及培养纯培养时防止其被其他微生物污染的技术。1、微生物培养的常用器具及其灭菌1）用于分离、培养微生物的器具事先不含任何微生物；2）常用的器具有：试管、瓶子、培养皿（Petri dish）等3）常用的灭菌方法：高压蒸汽灭菌；高温干热灭菌。t操作过程：在转接、培养微生物时防止其它微生物的污染。2、接种操作操作过程：在转接、培养微生物时防止其它微生物的污染。无菌操作：1）火焰附近（酒精灯、煤气灯）进行。2）在无菌箱或操作室内无菌的环境下进行。二、用固体培养基分离纯培养培养物：在一定的条件下培养、
13、繁殖得到的微生物群体； 混合培养物：含有多种微生物的培养物；纯培养物：只有一种微生物的培养物。菌落（colony）：单个（或聚集在一起的一团）微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。菌苔（lawn）：众多菌落连成一片。不同微生物在特定培养基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征（形状、颜色等），可以成为对该微生物进行分类、鉴定的重要依据。1、稀释倒平板法：操作较麻烦，对好氧菌、热敏感菌效果不好！2、涂布平板法：使用较多的常规方法，但有时涂布不均匀！3、平板划线法：4、厌氧微生物的分离：厌氧罐；厌氧手套箱；稀释摇管法。三、用液
14、体培养基分离纯培养稀释法进行液体分离必须在同一个稀释度的许多平行试管中，大多数（一般应超过95%）表现为不生长。四、单细胞（孢子）分离五、选择培养分离抑制大多数其它微生物的生长；使待分离的微生物生长更快。1、利用选择平板进行直接分离1）待分离的微生物生长，其它微生物的生长被抑制如：高温下培养：分离嗜热细菌；培养基中不含氮：分离固氮菌；培养基加抗生素：分离抗性菌； 2）待分离的微生物的生长特征明显不同于其它微生物如：牛奶平板：分离蛋白酶产生菌；颜色反应：分离特定的菌株；利用特定细菌的滑动特点进行分离纯化2、富集培养如：配制以对羟基苯甲酸为唯一碳源的培养基可富集能降解对羟基苯甲酸的微生物。六、二元
15、培养物：如：病毒和宿主细胞；大肠杆菌和蛭弧菌第二节 显微镜和显微技术几个基本概念：放大；分辨率（能辨别两点之间最小距离的能力）；反差（被观察物区别于背景的程度）。一、显微镜的种类及原理1. 普通光学显微镜光学显微镜一般配置的最大放大倍数是多少？为什么？目镜：10 15；物镜： 100；总放大倍数10001500如何实现光学显微镜一般配置的最大放大倍数？其原理？使用油镜，即在100物镜和载玻片之间滴加香柏油；分辨率（最小可分辨距离）= 0.5 l/ n sinN：玻片与物镜间介质的折射率空气 (n=1.0)、水 (n=1.33)、香柏油 (n=1.52)、玻璃 ( n=1.54)人眼的分辨能力在
16、0.2 mm左右，因此光学显微镜的最大有效放大倍数（使用油镜）是1,000到1,500。2. 暗视野显微镜；3. 相差显微镜；4. 荧光显微镜；5. 透射电子显微镜；6. 扫描电子显微镜；7. 扫描隧道显微镜二、显微观察样品的制备第二章 思考题1、为什么说Koch等建立的微生物纯培养技术是微生物学建立与发展的基石？2、一般可用哪些方法获得微生物的纯培养？3、微生物的最显著特征就是个体微小，通常只能通过显微镜进行观察。试列举在显微观察中通过改变样品的反差以改善观察效果的技术及方法。第3章 微生物类群与形态结构古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较
17、为接近，同属于原核生物。真细菌包括：普通细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、立克次氏体和衣原体等第一节 真细菌（Eubacteria）一、一般形态及细胞结构（一）个体形态和排列 (P28)：基本形态：球状；杆状；螺旋状1、球状1）概念：细胞个体呈球形或椭圆形。2）排列：不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。单球菌：一个分裂面，分裂后单个分散。如尿素微球菌（Micrococcus ureae）双球菌：一个分裂面，分裂后成对排列，称为双球菌。常见的致病性双球菌有：肺炎球菌、脑膜炎球菌、淋球菌等。 链球菌（Strptoc
18、occus）：一个分裂面，分裂后多个菌体相连成链状。如：溶血性链球菌，乳链球菌（Strptococcus lactzs）一般而言，在液体培养基内其链较长，在固体培养基上较短，摇振，涂片等操作也可使链断短。四联球菌（Micrococcus tetragentus）：有相互垂直的二个分裂面，分裂后四个菌体呈甲字形。如：四联微球菌（Micrococcus tetragentus）八叠球菌（Sarcina）：有三个相互垂直的分裂面，分裂后八个菌体呈立方体。如：尿素八叠球菌（Sarcina ureae）葡萄球菌：有多个不同角度的分裂面，分裂后菌体堆积呈葡萄串状。如：金黄色葡萄球菌（Straphyloco
19、ccus aureus）2、杆状1）概念：细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。2）排列：杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化，一般不作为分类依据。3）例子：A 枯草芽孢杆菌；B 地衣芽孢杆菌；C 铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）；D 结核分枝杆菌；E 炭疽病的病原菌（炭疽杆菌）；F 破伤风梭菌3、螺旋状：弧菌、螺旋菌、螺旋体菌弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。例子：霍乱弧菌；寄生性弧菌（蛭弧菌）螺旋菌：菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体较硬。螺旋体菌：菌
20、体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。例子：梅毒密螺旋体4、其它形状柄杆菌（prosthecate bacteria）：细胞上有柄（stalk）、菌丝（hyphae）、附器（appendages）等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的细柄。星形细菌（star-shaped bacteria ）；方形细菌（square-ahaped bacteria）等。5、异常形态A 环境条件的变化：物理、化学因子的刺激阻碍细胞正常发育；B 培养时间过长：细胞衰老；营养缺乏；自身代谢产物积累过多。环境条件恢复正常，异常形态恢复为正常形态（二）大小1、范围：最小：与无细胞结构的病毒相仿（50
21、nm）；如nanobacteria；最大：肉眼可见（0.75 mm），（Thiomargarita namibiensis）（0.75mm）； 最大和最小细菌的个体大小悬殊：一般细菌的大小范围：球菌：0.5 1 m （直径）；杆菌：0.2 1 m （直径） X 1 80 m（长度）；螺旋菌：0.3 1 m （直径） X 1 50 m（长度）(长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度)。2、测量方法：显微镜测微尺；显微照相后根据放大倍数进行测算；3、细菌大小测量结果的影响因素（参见 P 31）（三）细胞的结构一般构造：一般细菌都有的构造；特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造。
22、1、细胞壁1）概念：细胞壁（cell wall）是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。2）证实细胞壁存在的方法：（1）细菌超薄切片的电镜直接观察；（2）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；（3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；（4）制备原生质体，观察细胞形态的变化。3）细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和提高机械强度；（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；（3）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；（4）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感
23、性的物质基础。4）革兰氏染色与细胞壁：（1）革兰氏染色： Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。1、初染：用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染；2、媒染：用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固；3、脱色：用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细胞呈无色；4、复染：用一种与结晶紫不同颜色碱性染料对涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革兰氏阳性细菌继续保持深紫色。革兰氏染色法（Gram staining）：该染色法是由丹麦医生
24、C.Gram于1884年创立的。通过G染色可将所有细菌分成G+和G-两大类，它是鉴别细菌的重要方法。染色步骤：初染、媒染、脱色、复染脱色着色初染 深紫色G+复染媒染结晶紫染液碘液（媒染剂）乙醇蕃红或沙黄 红色 G-G+ 细菌：通过G染色后，细胞呈深紫色者为革兰氏染色阳性反应细菌。（用G+表示）G- 细菌：通过G染色后，细胞呈红色者为革兰氏染色阴性反应细菌。（用G-表示）Gram染色的关键：脱色时间。表3-1 革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较（P39）（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁特点：厚度大（2080nm），化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。A、肽聚糖：肽聚糖(peptido
25、glycan)：又称粘肽(mucopeptide)、胞壁质(murein)或粘质复合物(mucocomplex)，是真细菌细胞壁中的特有成分。厚约2080nm，由40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。 N乙酰葡萄糖胺（NAG）肽聚糖双糖单位 N乙酰胞壁酸（NAM） -1,4-糖苷键连接双糖单位中的-1,4-糖苷键很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解，从而引起细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡。四肽尾：由四个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成；肽桥：B、磷壁酸（teichoic acid）（革兰氏阳性细菌细胞壁G+ 特有成分磷壁质（垣酸）主要成分为：甘油磷酸或核糖醇磷酸。1
26、）壁磷壁酸：它与肽聚糖分子间进行共价结合；2）膜磷壁酸：跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联的膜磷壁酸（又称脂磷壁酸），由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价结合后形成。（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁A、肽聚糖：埋藏在外膜层之内，是仅由12层肽聚糖网状分子组成的薄层(23nm)，含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱；B、外膜 (outer membrane)：位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁；1）脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）：位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚（810nm）的类脂多糖
27、类物质。（G-菌特有成分脂多糖）组成：类脂A；核心多糖(core polysaccharide)；O-特异侧链（O-specific side chain，或称O-多糖或O-抗原）细菌的脂多糖主要由（ ）、（ ）、（ ）三部分组成。脂多糖的主要功能（P41）：1）LPS结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性；2）LPS负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。3）类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础；4）具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能；5）许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。C、外膜
28、蛋白(outer membrane protein) ：嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，但多数功能尚不清楚。孔蛋白：通过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择。脂蛋白：是一种通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上的蛋白。D、周质空间(periplasmic space, periplasm) 又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约1215nm），呈胶状。周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所在周质空间中，存在着多种周质蛋白（periplasmic proteins）：水解酶类；结合蛋白；受体蛋白；（4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较
29、G+ 细菌和G- 细菌细胞壁的结构和化学成份比较结构类别层数厚度交联度与膜关系G+单层（肽聚糖层）2080 nm75%与膜结合松散G- 肽聚糖层 外膜 23 nm8 nm30%与膜结合紧密化学组成成 分G+G-糖类含量约45%（3095%）约15%（520%）脂类含量约 2%约20%磷壁酸脂蛋白外膜脂多糖G+ ：肽聚糖含量高，约45%，脂类含量低，仅2%；G- ：肽聚糖含量低，约15%，脂类含量高，约20%；革兰氏染色的原理（参见P46）目前一般认为G染色是基于细菌细胞壁特殊化学成分基础上的一种物理原因。G- 细菌：细胞壁由于肽聚糖含量较少，壁薄，网孔较大，而脂类物质含量高，脂溶剂乙醇处理后，
30、网孔进一步增大，结晶紫碘复合物被抽提出来，于是细胞被脱色，而呈复染液蕃红的颜色，即呈红色。G+ 细菌：细胞壁由于肽聚糖含量较多，壁厚，网孔小，而脂类物质含量少，经乙醇处理脱水后，网孔进一步缩小，结晶紫碘复合物被保留在细胞内，不能被脱色，而呈初染液的颜色，即呈紫色。5）特殊细胞壁的细菌：某些分枝杆菌和诺卡氏菌的细胞壁主要由一类被称为霉菌酸（Mycolic acid）的枝链羟基脂质组成，后者被认为与这些细菌感染能力有关。用抗酸性染色对宿主体内的分枝杆菌病原体进行检测。6）细胞壁缺陷细菌：实验室或宿主体内形成缺壁突变L型细菌基本去尽原生质体（G+）；部分去除球状体（G-）；在自然界长期进化中形成枝原
31、体（1）L型细菌（L-form of bacteria）细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名（1935年，念珠状链杆菌 Streptobacillus moniliformis）特点：没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”；对渗透敏感；在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）。（2）原生质体（protoplast）在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压
32、变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。特点：对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。也可恢复成有细胞壁的正常结构。比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。（3）球状体(sphaeroplast)：采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后，而获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。（4）枝原体(Mycoplasma)在长期进化过程中形成
33、的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。因它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇? 所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。2、细胞膜1）概念：细胞质膜（cytoplasmic membrane），又称质膜（plasma membrane）、细胞膜（cell membrane）或内膜（inner membrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约78nm，由磷脂（占20%30%）和蛋白质（占50%70%）组成。2）观察方法：a 质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察；b 原生质体破裂方法；c 超薄切片电镜观察。3）细胞膜的化学组成与
34、结构模型：A 化学组成（1）磷脂：（2）膜蛋白：约占细菌细胞膜的50%70%，比任何一种生物膜都高，而且种类也多。细胞膜是一个重要的代谢活动中心。B 结构模型：液态镶嵌模型(fluid mosaic model)C 甾醇类物质细胞膜的生理功能：（参见P 48）：由磷脂分子形成的双分子膜中加入甾醇类物质可以提高膜的稳定性。D 间体（mesosome，或中体）：细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性细菌。3、细胞质和内含物1）概念：细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。细胞质的主要成分为核糖体、
35、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。2）颗粒状贮藏物 (reserve materials)：贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物。聚-羟丁酸 (poly-hydroxybutyrate, PHB)：成份：类脂性质的碳源类贮藏物。应用：它无毒、可塑、易降解，被认为是生产医用塑料、生物降解塑料的良好原料。多糖类贮藏物：糖原：在真细菌中以糖原为多，糖原粒较小，不染色需用电镜观察，用碘液染成褐色，可在光学显微镜下看到。淀粉粒：有的细菌积累淀粉粒，用碘液染成深兰色。异染粒(metachroma
36、tic granules)大小：为0.51.0m；成份：无机偏磷酸的聚合物；功能：1）贮藏磷元素和能量；2）降低细胞的渗透压。一般在含磷丰富的环境下形成。藻青素（cyanophycin）：一种内源性氮源贮藏物。通常存在于蓝细菌中。硫粒（sulfur globules）：很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性的硫化物如H2S、硫代硫酸盐等的氧化。在环境中还原性硫素丰富时，常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。当环境中还原性硫缺乏时，可被细菌重新利用。3）磁小体(megnetosome)：趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹
37、。功能：导向作用。即借鞭毛游向对该菌最有利的泥、水界面微氧环境处生活。实用前景：包括生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器等。4）羧酶体(carboxysome)：一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物，内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2固定中起着关键作用（自养细菌的CO2固定的场所）。5）气泡（gas vocuoles）：许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物，外有蛋白质膜包裹。功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质。气泡的膜结构特点：只含蛋白质而无磷脂。膜的外表面亲水，而内侧绝对疏水，故气泡只能透气而不能透过水和
38、溶质。6）载色体（Chromatophore）：光合细菌进行光合作用的部位，相当于绿色植物的叶绿体。7）核糖体（ribosome）组成：70S=50S（大）+ 30S（小）；功能：蛋白质合成场所。4、核区（nuclear region or area）：原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。故称为核质或拟核。细菌的细胞核叫（拟核）。4、 特殊的休眠构造芽孢1）概念：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢（endospore或spore，偶译“内生孢子”）。一个细胞内仅形成一个芽孢，故芽孢无繁殖力功能。2）细菌芽孢的特
39、点：整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。3）芽孢的形成与芽孢的萌发过程4）芽孢的耐热机制：渗透调节皮层膨胀学说。芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）化学组成特点：吡啶二羧酸DPA+Ca含量高。渗透调节皮层膨胀学说要点：芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差。皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的
40、水分，结果造成皮层的充分膨胀。核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性（参见P52图3-13）。5）学习芽孢的意义鉴定：芽孢的有无在细菌鉴定中是一项重要的形态学指标。菌种筛选和保藏：如从土壤中筛选苏芸芽孢杆菌，可以先在水中煮沸，杀死非产芽孢菌衡量各种消毒灭菌措施的主要指标。6）伴孢晶体（parasporal crystal）：少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体内毒素，称为伴孢晶体。特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼
41、虫有毒杀作用，因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药细菌杀虫剂。7）细菌的其他休眠构造A 粘液孢子(myxospore)：粘细菌(myxobacteria)产生；B 孢囊(cyst)：棕色固氮菌( Azotobacter vinelandii) 产生。6、细菌细胞壁以外的构造糖被（glycocalyx）1) 概念：包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为：荚膜（capsule或macrocapsule，大荚膜）、微荚膜(microcapsule)、粘液层(slime layer)和菌胶团(zoogloea)。2）特点：（1）主要
42、成分：多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。（2）观察：经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色，用墨汁）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。（3）产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。（4）荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境中的生存有利。（详见P 57-58）（5）细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。（详见P58）3) 功能 抗吞噬作用：荚膜抗吞噬作用是构成细菌毒力的因素之一。如肺炎球菌只有具有荚膜的才具有毒性，无荚膜的则为非致病的。 抵抗干燥 作为养料贮藏库：可作为碳源和能量的来源。7、细菌细胞壁以外的构造 鞭毛(fla
43、gellum，复flagella)1) 概念：某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物，具有推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官”。2) 鞭毛的数目和着生方式鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义：数目：一根、数根或很多根不等着生方式：单生，丛生，周生偏端单生鞭毛；偏端丛生鞭毛；两端丛生鞭毛；周生鞭毛等。3）观察和判断细菌鞭毛的方法电子显微镜直接观察；光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜；根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态。4）鞭毛的结构A 基体： 四个环（ G- ） ：L、P、S、M二个环（ G+ ） ：S、M B 钩形鞘 C 鞭毛丝8、细菌细胞壁以外的构
44、造菌毛(fimbria，复数fimbriae)：长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。每个细菌约有250300条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定殖和致病。9、细菌细胞壁以外的构造 性毛(pili,单数pilus)构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。普通菌（纤）毛：遍布整个菌体表面，每个细菌可有百条
45、。 功能：粘附器官。细菌籍以粘附于宿主细胞表面，是构成感染的必要因素。 性菌（纤）毛：比普通菌毛粗、中空，每个细菌有110条。 功能：传递遗传物质（接合） 如大肠杆菌和其它肠道菌的雄性菌株，表面有性菌毛。10、细菌菌落特征菌落较小、粘稠、多数湿润、光滑、少数粗糙、具皱折，不与培养基结合，易挑起。（粘稠、湿润不与培养基结合）11、细菌的繁殖裂殖（二分裂）：即由一个母细胞分裂为2 个子细胞。（细菌的繁殖通常以二分裂的无性繁殖方式进行繁殖，即由一个母细胞分裂为二个子细胞，这种繁殖方式简称裂殖）。二、放线菌（一）概念在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。“介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物”。（二）形态与结构 1）形态：单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；2）大小：菌丝直径与杆菌类似，约1m；3）组成：细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；4）结构：细胞的结构与细菌基本相同。按形